مدل سازی تحلیلی از فرآیند بیولیچینگ توده ای (فروشویی زیستی)

در این مقاله, شبیه سازی فرآیند لیچینگ باکتریایی توده ای و ارزیابی تحلیلی فرآیندهای درگیر در شرایط ناپایا از طریق مدل های تحلیلی برای کانسنگ کم عیار مس بسط و گسترش داده شده است. المان انتگرالی تعریف شده عبارت است از واحد حجم توده که شامل فاز جامد (با توزیع اندازه ذرات کانسنگ), فاز مایع (محلول شسته شده ساکن و جاری حاوی مواد حل شده و باکتری های چسبیده و معلق) و فاز گاز (جریان هوا و حباب های هوای موجود در منافذ) است. فرآیندهای نفوذ و واکنش در مدل پیشنهادی شامل توزیع اندازه ذرات کانسنگ, چسبیدن و عدم چسبیدن باکتری ها و فرآیندهای اکسایش و انتقال اجزاء شیمیایی و باکتریایی به داخل و خارج المان می باشد. با برنامه نویسی در محیط نرم افزار پایتون از روش سیمپسون برای حل مدل های موجود استفاده شد. درستی نتایج به وسیله بررسی موازنه جرم در پایان شبیه سازی تائید شد. اعتبارسنجی نتایج با مدل پولز و مدل شبیه سازی واکنشی پیریت به کمک نرم افزار فینیکس بررسی گردید. ذرات کانسنگ در سه کلاس اندازه به شعاع های 0.1mm, 0.75mm و 1.5mm با درصدهای وزنی به ترتیب 45, 35 و 20 درصد طبقه بندی شدند. حداکثر خطای نسبی در محاسبات موازنه جرم در تمام شبیه سازی ها کمتر از 0.7 درصد بود. نتایج نشان داد که سینتیک انحلال کالکوسیت از کوولیت و کوولیت از پیریت بیشتر است. برای حالت باکتریایی, میزان انحلال کالکوسیت در اندازه شعاع ذرات 0.1mm, 0.75mm و 1.5mm به ترتیب %100 (بعد از 38 روز), %100 (بعد از 110 روز), و %87 (بعد از 160 روز) بدست آمد. در مورد کوولیت, برای اندازه ذرات مذکور در طی 160 روز درصد انحلال به ترتیب 60, 35 و 18 حاصل شد. میزان انحلال پیریت نیز 33, 24 و 14 درصد محاسبه گردید. همچنین, آنالیز حساسیت برای عوامل دما و توزیع اندازه ذرات انجام گردید. نتایج شبیه سازی روند صحیحی با در نظر گرفتن توزیع اندازه ذرات در بازیابی مس از خود نشان دادند.